Reactivo de Tollens

El reactivo de Tollens (fórmula química ) es un reactivo químico utilizado para distinguir entre aldehídos y cetonas junto con algunas cetonas alfa-hidroxi que pueden tautomerizarse en aldehídos. El reactivo consiste en una solución de nitrato de plata , hidróxido de amonio y algo de hidróxido de sodio (para mantener un pH básico de la solución del reactivo). Recibió su nombre en honor a su descubridor, el químico alemán Bernhard Tollens . ^[1] Una prueba positiva con el reactivo de Tollens se indica por la precipitación de plata elemental, que a menudo produce un "espejo de plata" característico en la superficie interna del recipiente de reacción.${\displaystyle {\ce {Ag(NH3)2OH}}}$

Este reactivo no está disponible comercialmente debido a su corta vida útil , por lo que debe prepararse en el laboratorio. Una preparación común implica dos pasos. Primero, se agregan  unas gotas de hidróxido de sodio diluido a una solución acuosa de nitrato de plata 0,1 M. Los iones convierten el complejo de plata en forma acuosa en óxido de plata (I) , que precipita de la solución como un sólido marrón: ${\displaystyle {\ce {OH-}}}$${\displaystyle {\ce {Ag2O}}}$

${\displaystyle {\ce {2AgNO3 + 2NaOH -> Ag2O(s) + 2NaNO3 + H2O}}}$

En el siguiente paso, se añade suficiente amoniaco acuoso para disolver el óxido de plata (I) marrón. La solución resultante contiene los complejos [Ag(NH ₃ ) ₂ ] ⁺ en la mezcla, que es el componente principal del reactivo de Tollens. El hidróxido de sodio se reforma:

${\displaystyle {\ce {Ag2O(s) + 4NH3 + 2NaNO3 + H2O -> 2[Ag(NH3)2]NO3 + 2NaOH}}}$

Como alternativa, se puede añadir amoníaco acuoso directamente a la solución de nitrato de plata. ^[2] Al principio, el amoníaco inducirá la formación de óxido de plata sólido, pero con amoníaco adicional, este precipitado sólido se disuelve para dar una solución clara de complejo de coordinación de diaminplata (I) . Filtrar el reactivo antes de su uso ayuda a evitar resultados falsos positivos.${\displaystyle {\ce {[Ag(NH3)2]+}}}$

Una vez que se ha identificado la presencia de un grupo carbonilo utilizando 2,4-dinitrofenilhidrazina (también conocido como reactivo de Brady o 2,4-DNPH o 2,4-DNP), se puede utilizar el reactivo de Tollens para distinguir entre cetonas y aldehídos . El reactivo de Tollens da un resultado negativo para la mayoría de las cetonas, siendo las alfa-hidroxicetonas una excepción.

La prueba se basa en la premisa de que los aldehídos se oxidan más fácilmente que las cetonas; esto se debe a que el carbono que contiene carbonilo en los aldehídos tiene hidrógeno unido. El complejo de diamina plata(I) en la mezcla es un agente oxidante y es el reactivo esencial en el reactivo de Tollens. La prueba generalmente se lleva a cabo en un tubo de ensayo en un baño de agua tibia.

En una prueba positiva, el complejo de plata diamina (I) oxida el aldehído a un ion carboxilato y en el proceso se reduce a plata elemental y amoníaco acuoso. La plata elemental precipita de la solución, ocasionalmente sobre la superficie interna del recipiente de reacción, dando lugar a un "espejo de plata" característico. El ion carboxilato, al acidificarse, dará su ácido carboxílico correspondiente . El ácido carboxílico no se forma directamente en primer lugar, ya que la reacción se lleva a cabo en condiciones alcalinas . Las ecuaciones iónicas para la reacción general se muestran a continuación; R se refiere a un grupo alquilo . ^[3]

${\displaystyle {\ce {2[Ag(NH3)2]+ + R-CHO + H2O -> 2Ag(s) + 4NH3 + R-COOH + 2H+}}}$

El reactivo de Tollens también se puede utilizar para probar alquinos terminales ( ). En este caso, se forma un precipitado blanco del acetiluro ( ). Otra prueba se basa en la reacción del furfural con floroglucinol para producir un compuesto coloreado con alta absortividad molar. ^[4] También da una prueba positiva con hidrazinas , hidrazonas , α-hidroxicetonas y 1,2-dicarbonilos .${\displaystyle {\ce {R-C2H}}}$${\displaystyle {\ce {AgC_2-R}}}$

Tanto el reactivo de Tollens como el de Fehling dan resultados positivos con ácido fórmico . ^{[ cita requerida ]}

En patología anatómica , el nitrato de plata amoniacal se utiliza en la tinción de Fontana-Masson , que es una técnica de tinción de plata que se utiliza para detectar melanina , argentafina y lipofuscina en secciones de tejido. La melanina y las otras cromafines reducen el nitrato de plata a plata metálica. ^[2]

El reactivo de Tollens también se utiliza para aplicar un efecto espejo de plata a objetos de vidrio; por ejemplo, el interior de un termo aislado. El proceso químico subyacente se denomina reacción del efecto espejo de plata . El agente reductor para tales aplicaciones es la glucosa (un aldehído). Para obtener un espejo de alta calidad, se requiere que los objetos de vidrio estén limpios. Para aumentar la velocidad de deposición, la superficie del vidrio puede tratarse previamente con cloruro de estaño (II) estabilizado en una solución de ácido clorhídrico . ^[5]

Para aplicaciones que requieren la más alta calidad óptica, como en espejos de telescopios , el uso de cloruro de estaño (II) es problemático, ya que crea rugosidad a escala nanométrica y reduce la reflectividad. ^{[6] [7]} Los métodos para producir espejos de telescopios incluyen aditivos adicionales para aumentar la adhesión y la resiliencia de la película, como en el método de Martin, que incluye ácido tartárico y etanol . ^[7]

El reactivo envejecido se puede destruir con ácido diluido para evitar la formación de nitruro de plata altamente explosivo . ^[8]

• Reactivo de Benedict
• Reductor Walden (uso opuesto que involucra plata metálica)

• Vídeo del proceso experimental con el reactivo de Tollens
• Reactivo de Tollens en www.wiu.edu
• Demostración de la clase de química orgánica de la Universidad de Minnesota Archivado el 3 de marzo de 2016 en Wayback Machine Resultado Archivado el 3 de marzo de 2016 en Wayback Machine